專利名稱：與內(nèi)燃機(jī)工作所需的液體流和氣體流相關(guān)的測(cè)量和信息的中央管理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種與內(nèi)燃機(jī)和/或車(chē)輛正常工作所需的液體流和氣體流相關(guān)的測(cè)
量和信息的中央管理裝置。
背景技術(shù)：
內(nèi)燃機(jī)使用多種流(flux)，尤其使用燃料、發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油、發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液、用于車(chē) 輛的制動(dòng)液、以及參與污染物排放后處理的液體(例如中和氧化氮的尿素溶液、用于對(duì)添 加微粒進(jìn)行過(guò)濾回收的二氧化鈰)。 內(nèi)燃機(jī)中的空氣/燃料混合物的燃燒導(dǎo)致溫室效應(yīng)氣體(二氧化碳)和污染物 (未燃盡的碳?xì)浠衔?、一氧化碳、氧化氮、微粒、乙?..)的排放。 有關(guān)溫室效應(yīng)氣體的排放以及越來(lái)越嚴(yán)重的污染物排放的規(guī)定使得發(fā)動(dòng)機(jī)制造
商越來(lái)越努力。通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)控制(contr61e moteur )來(lái)考慮不同液體流和/或氣體流(諸
如燃料、引進(jìn)的空氣(air admis)、尾氣(gaz d'6ch即pement)以及尤其不同后處理階段所 需的液體)的質(zhì)量有助于普及，從而更好地最優(yōu)化內(nèi)燃機(jī)，以便最小化燃料消耗，由此在內(nèi) 燃機(jī)的整個(gè)工作期間和/或裝備有內(nèi)燃機(jī)的車(chē)輛的整個(gè)工作期間最小化溫室效應(yīng)氣體的 排放以及污染物排放。 已知地，燃料的質(zhì)量直接影響性能、消耗以及尾氣中的污染物和溫室效應(yīng)氣體的 排放。 從1983年開(kāi)始，A. D0UAUD就針對(duì)命令點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)闡明了汽油質(zhì)量、發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)節(jié)和 爆音現(xiàn)象的出現(xiàn)之間的關(guān)系。1987年，JCGUIBET在參考作品"燃料與發(fā)動(dòng)機(jī)"中闡明了燃料 質(zhì)量與發(fā)動(dòng)機(jī)之間的相互作用以及它們?cè)趨?shù)選擇模式和發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒調(diào)節(jié)模式中的影響。 更近地，在1997年，A. GERINI在出版物中分析了直接噴射式汽車(chē)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的柴油參數(shù)敏 感性。最后，在2003年，N. H0CHART提出了一種用于輕型或重型車(chē)輛的當(dāng)前汽油、柴油發(fā)動(dòng) 機(jī)的污染物排放的模型，其中，通過(guò)更改用于混合物的提煉基礎(chǔ)使得燃料質(zhì)量改變
盡管燃料的成分和質(zhì)量通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)(尤其是歐洲的EN 590和EN228標(biāo)準(zhǔn))來(lái)限定， 但是其隨著時(shí)間而變化。質(zhì)量根據(jù)送貨、經(jīng)銷、季節(jié)和現(xiàn)行規(guī)定而變動(dòng)。因此，認(rèn)為燃料的 物理化學(xué)特性可以圍繞由標(biāo)準(zhǔn)限定的平均值在15%至40%或更多之間變化。防污染標(biāo) 準(zhǔn)變得越來(lái)越嚴(yán)格，其要求限定燃料質(zhì)量并且要求在發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)(諸如噴射(injection) 參數(shù)、燃燒參數(shù)和后處理參數(shù))的調(diào)整中考慮該燃料質(zhì)量。燃料的定性測(cè)量及其被發(fā)動(dòng) 機(jī)控制(COntr61e moteur )的使用尤其在文獻(xiàn)W09408226、 US2004000275、 FR-2542092、 US-5126570、 US-5262645、 US-5239860和W02006100377中已經(jīng)被闡述。
同樣為了限制污染物排放，一些方法描述了根據(jù)尾氣的車(chē)載分析來(lái)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)控 制的參數(shù)；尤其地，可以引述文獻(xiàn)W002095376，其描述了一種具有模塊化結(jié)構(gòu)的方法，該方 法允許檢測(cè)和特征化液體和固定微粒以及尾氣的氣體成分，從而可以用于調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)和用 于尾氣的結(jié)構(gòu)化元件。
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某些后處理方法包括使用反應(yīng)劑或催化劑液體。尤其可引述通過(guò)由尿素溶液參與的反應(yīng)來(lái)轉(zhuǎn)換氧化氮的系統(tǒng)，以及由液體添加劑參與的微粒轉(zhuǎn)換方法。這些方法需要添加額外的儲(chǔ)存容器，這些容器的體積和質(zhì)量增大了內(nèi)燃機(jī)或車(chē)輛的體積和質(zhì)量的限制。因此，更好地應(yīng)對(duì)這些液體的使用需要策略，以便最小化添加的體積和質(zhì)量。為了確保這些后處理方法的有效性，這些方法中所要求的催化劑和反應(yīng)劑的質(zhì)量最為重要；因此考慮通過(guò)車(chē)載系統(tǒng)來(lái)測(cè)量其質(zhì)量是合理的。 盡管燃料經(jīng)銷商和車(chē)輛制造商采用了規(guī)定的或內(nèi)部的設(shè)計(jì)，諸如提煉商和經(jīng)銷商的工序-質(zhì)量、在加油站處燃料性質(zhì)的顯示、油槍的噴嘴直徑以及油箱填充系統(tǒng)的直徑，眾多使用者還是自愿地或非自愿地將不合適的燃料加入他們的車(chē)輛油箱中。越來(lái)越多的車(chē)輛使用未經(jīng)制造商和海關(guān)部門(mén)允許的產(chǎn)品，如使用已久的油脂油、未酯化的植物油以及對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)組、該發(fā)動(dòng)機(jī)組的燃料供應(yīng)系統(tǒng)和該發(fā)動(dòng)機(jī)組的后處理系統(tǒng)造成嚴(yán)重?fù)p壞的民用燃油。退化(d6gradation)(噴油器、發(fā)動(dòng)機(jī)、油箱的污垢，濾油器的堵塞，油泵的卡死，催化劑的鈍化)可以是嚴(yán)重的，并且很大地影響發(fā)動(dòng)機(jī)的注入階段和燃燒階段且增大符合規(guī)定或不符合規(guī)定的污染物的排放，并且可導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)損壞。同樣地，某些燃料(諸如水/柴油、或汽油/酒精、或柴油/綠色燃料的乳化液)可能是不穩(wěn)定的并且它們的質(zhì)量隨著時(shí)間而變差(存儲(chǔ)穩(wěn)定性、在汽油和乙醇之間或者在柴油和5%以上的二酯(diester)之間的分層現(xiàn)象)。燃料性質(zhì)變壞的這些來(lái)源可能導(dǎo)致增加車(chē)輛污染物、增大對(duì)車(chē)輛的損壞或者至少增加一些重要的校正操作。因此，一些設(shè)計(jì)和方法旨在當(dāng)容納在油箱和燃料供應(yīng)系統(tǒng)中的燃料的性質(zhì)變壞以后、在發(fā)動(dòng)機(jī)組起動(dòng)之前或起動(dòng)期間，確保裝備有內(nèi)燃機(jī)的車(chē)輛的發(fā)動(dòng)機(jī)組的構(gòu)件的安全性。這些設(shè)計(jì)和系統(tǒng)要求在燃料供應(yīng)系統(tǒng)中進(jìn)行理想地定性測(cè)量。
例如可引述文獻(xiàn)FR0607420中所描述的方法，該方法的目的是在檢測(cè)燃料變壞之后確保發(fā)動(dòng)機(jī)組的構(gòu)件的安全性。 后處理方法(如柴油微粒過(guò)濾)包括對(duì)于含硫成分特別敏感的催化劑。
這些含硫成分實(shí)際上使得催化劑不活躍，并且由此影響后處理污染物排放的轉(zhuǎn)換方法的有效性。法規(guī)已經(jīng)非常顯著地減小了燃料的最大硫含量；具體地，如今在歐洲，柴油的硫含量小于50ppm，并且將來(lái)的法規(guī)將限制該硫含量小于10ppm。 關(guān)于燃料硫含量的這些規(guī)定使得對(duì)硫成分敏感的后處理方法能夠延長(zhǎng)使用壽命并正常工作。這也使得這些后處理方法能夠發(fā)展，同時(shí)允許使用越來(lái)越完善的且對(duì)增大的硫成分具有敏感性的催化劑。由于發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油的設(shè)計(jì)，發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油包括很大的硫成分含量。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，存在于發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油中的一部分硫成分可以參與燃燒并且由此經(jīng)過(guò)后處理路線。因此，這些起初存在于潤(rùn)滑油中的硫成分(例如來(lái)自燃料的硫成分)使得用于后處理的催化劑鈍化(deactivation)。因此，為了確保后處理有效且耐用，跟蹤潤(rùn)滑油的質(zhì)量及其隨時(shí)間的變化是非常重要的。因此，潤(rùn)滑油的質(zhì)量相對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)控制和后處理的最佳化來(lái)考慮。 例如引述文獻(xiàn)KR20020049612中詳細(xì)描述的方法，該方法描述了一種通過(guò)光譜方法定性測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)的油的系統(tǒng)。 由發(fā)動(dòng)機(jī)制造商負(fù)責(zé)的保修期的延長(zhǎng)限制了制造商使內(nèi)燃機(jī)更耐用，并且也限制了更好地且更早地通知用戶或負(fù)責(zé)維護(hù)的公司需要進(jìn)行的內(nèi)燃機(jī)或車(chē)輛的維修操作。
事實(shí)上，為了確保該保修，制造商應(yīng)當(dāng)確保內(nèi)燃機(jī)和/或車(chē)輛的使用是合格的(conforme)而非迂回的(non d6tourn6e)，并且確保使內(nèi)燃機(jī)或車(chē)輛良好運(yùn)行的固有維護(hù)
操作(諸如潤(rùn)滑油、制動(dòng)液或冷卻液的排放)被實(shí)現(xiàn)在由制造商建議的頻率。 此外，為了更好地長(zhǎng)期幫助發(fā)動(dòng)機(jī)使用者，制造商越來(lái)越多地提供給使用者關(guān)于
發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)的實(shí)時(shí)信息和接下來(lái)將要進(jìn)行的維護(hù)操作。例如可以引用在某些車(chē)輛的儀表
板上顯示的公里倒計(jì)數(shù)，以便在進(jìn)行下次排放潤(rùn)滑油操作之前通知使用者剩余行駛的公里
數(shù)?？梢钥紤]為使用者或負(fù)責(zé)維護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)的公司提供與車(chē)輛制動(dòng)液和發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液的質(zhì)量
相關(guān)的實(shí)時(shí)信息。為此，測(cè)量這些液體的質(zhì)量以及跟蹤它們隨時(shí)間的變化是重要的。傳統(tǒng)
的方法在于測(cè)量存在于冷卻液中的乙二醇(glycol)的比率，并且測(cè)量能夠特征化車(chē)輛制
動(dòng)液的質(zhì)量的折射率。 內(nèi)燃機(jī)工作所需液體(尤其燃料、尾氣、潤(rùn)滑油、冷卻液和車(chē)輛制動(dòng)液)中的每種
液體質(zhì)量的測(cè)量和跟蹤可以通過(guò)不同分析技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。尤其，可引用光譜方法以及電導(dǎo)率 和折射率，所述光譜主要地包括引用紅外線光譜、近紅外線光譜、紫外線光譜和可見(jiàn)光譜。 用于測(cè)量不同流體質(zhì)量的這些系統(tǒng)中的每一個(gè)都允許更好地管理發(fā)動(dòng)機(jī)(例如 車(chē)載發(fā)動(dòng)機(jī))的參數(shù)，這些系統(tǒng)中的每一個(gè)都應(yīng)該滿足明確的標(biāo)準(zhǔn)，如振動(dòng)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)或溫 度強(qiáng)變化標(biāo)準(zhǔn)。這些系統(tǒng)應(yīng)該被規(guī)定為可以在艱難的環(huán)境(灰塵、煙灰、煙...)中工作。
另外，必須在發(fā)展各自分析的流中的每個(gè)流的定性分析的同時(shí)發(fā)展朝向發(fā)動(dòng)機(jī)計(jì) 算機(jī)的物理接口和連接(co皿ectique)接口。 此外，考慮處于多個(gè)位置的一些流的定性測(cè)量是適當(dāng)?shù)?；事?shí)上，尾氣的定性測(cè)量 可以實(shí)現(xiàn)在后處理方法的前期和后期，以便確保所述方法的良好工作。 同樣地，在燃料供應(yīng)槽(goulotte)中并且在供應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料管線中實(shí)現(xiàn)燃料 的定性測(cè)量是適當(dāng)?shù)牡谝粶y(cè)位(localisation)能夠保證注入油箱的燃料的一致性，以便 可以向使用者報(bào)警并且/或者可以確保發(fā)動(dòng)機(jī)組的安全性；定性測(cè)量的第二測(cè)位主要允許 最優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)控制的參數(shù)。 最后，尤其對(duì)于車(chē)載系統(tǒng)，體積和質(zhì)量是重要的限制；事實(shí)上，在輕型車(chē)輛上的可
用空間是尤其有限的，并且車(chē)輛質(zhì)量的任何增大尤其導(dǎo)致燃料消耗的增加。 因此，使用用于不同流的多個(gè)定性分析系統(tǒng)增加了在發(fā)動(dòng)機(jī)或車(chē)輛上的集成復(fù)雜
性并且導(dǎo)致被裝備車(chē)輛的質(zhì)量的增大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在克服這些問(wèn)題，從而本發(fā)明提供了一種與內(nèi)燃機(jī)正常工作所需的液體 流和/或氣體流相關(guān)的測(cè)量和信息的中央管理裝置。 為此并且根據(jù)第一方面，本發(fā)明涉及一種與內(nèi)燃機(jī)正常工作所需的液體流和/或 氣體流相關(guān)的測(cè)量和信息的中央管理裝置，所述內(nèi)燃機(jī)由發(fā)動(dòng)機(jī)計(jì)算機(jī)控制，所述裝置包 括分析至少兩個(gè)液體流和/或氣體流的分析設(shè)備，所述分析設(shè)備包括至少一個(gè)光源、至少 一個(gè)光學(xué)信號(hào)檢測(cè)器和至少一個(gè)用于分析所檢測(cè)到的信號(hào)的分析系統(tǒng)，所述裝置的特征在 于，所述分析設(shè)備中的至少一個(gè)用于分析兩個(gè)所述流。 因此，適于內(nèi)燃機(jī)工作所需流體的每個(gè)定性分析系統(tǒng)的一些功能被重組以便克服
體積問(wèn)題、集成問(wèn)題和質(zhì)量增大的問(wèn)題。 有利地，所述分析設(shè)備被設(shè)置在唯一的平臺(tái)上。
優(yōu)選地，所述裝置包括與所述發(fā)動(dòng)機(jī)計(jì)算機(jī)通信的唯一接口 ，與所述計(jì)算機(jī)的物理和/或數(shù)字連接共用于所述分析設(shè)備。因此，根據(jù)本發(fā)明的裝置便于安裝且集成在車(chē)輛中。 有利地，所述分析設(shè)備是紫外線光譜設(shè)備、可見(jiàn)光譜設(shè)備或近紅外線光譜設(shè)備。優(yōu)
選地，所述光譜分析是連續(xù)或斷續(xù)的，并且實(shí)現(xiàn)在介于190nm至2500nm之間的波長(zhǎng)范圍內(nèi)。 近紅外線技術(shù)具有眾多優(yōu)點(diǎn)并且尤其可用于對(duì)內(nèi)燃機(jī)和車(chē)輛的正常工作所需的
流體的整體性進(jìn)行特征化。自從上世紀(jì)70年代末，化學(xué)成分測(cè)定(chimiom6trie)的眾多
作品及出版物事實(shí)上提供了近紅外線光譜理論、所要使用的儀器和方法，以便根據(jù)液體的
近紅外線光譜并且根據(jù)數(shù)學(xué)和統(tǒng)計(jì)學(xué)模型來(lái)發(fā)展液體特性的相關(guān)和預(yù)測(cè)模型。 先前所引述的文獻(xiàn)W09408226、W02006100377、W002095376和KR20020049612顯示
燃料、發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油和尾氣的質(zhì)量可以通過(guò)近紅外線光譜來(lái)特征化。另外，這些流體的某些
特征可以由可見(jiàn)光譜和紫外線光譜特征化。 含碳?xì)湟后w的硫含量通常由紫外線光譜測(cè)量。 文獻(xiàn)W02007006099描述了一種通過(guò)可見(jiàn)光和近紅外線耦合光譜特征化有機(jī)流體的方法。 根據(jù)Hasso皿P. ， Fabre D. ， Bastianelli D. ， Bo麗l L ， Bocquier F.于2005年創(chuàng)作的"作為使用近紅外線光譜(NIRS)所測(cè)量的羊的糞標(biāo)識(shí)的聚乙烯二醇6000 (PEG)(Utilization of polyethylene glyco16000(PEG)as a faecal marker measured withNear Infra RedSpectrometry (NIRS) in she印)"，近紅夕卜線技術(shù)適于確定溶液中的乙二醇 由Peter Snoer Jensen,Soren Ladefoged，Jimmy Bak，StefanAndersson-Engels，Lennart Friis-Hansen實(shí)現(xiàn)的論文"使用雙束傅里葉轉(zhuǎn)換近紅外光譜對(duì)透析液中的尿素的在線監(jiān)測(cè)"表明了近紅外線技術(shù)適于確定溶液中的尿素含量。 通常，關(guān)于近紅外線的參考作品，如L. G. WEYER于1985年出版的作品或者1992年出版的"近紅外線分析手冊(cè)"表明了近紅外線技術(shù)可用于有機(jī)成分的特征化；內(nèi)燃機(jī)正常工作所需的流體由于它們的成分因此可以完全通過(guò)該近紅外線技術(shù)來(lái)特征化。此外，近紅外線技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)無(wú)需樣本稀釋步驟并且是非破壞性分析方法。 最后，近紅外能夠使用相同的波長(zhǎng)范圍，以便收集不同液體和氣體產(chǎn)物的近紅外線光譜；僅光學(xué)路徑的長(zhǎng)度(由光通量穿過(guò)的樣本長(zhǎng)度)變化。事實(shí)上，用于定性確定氣體的光學(xué)路徑長(zhǎng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于用于根據(jù)Beer Lambert定律來(lái)特征化液體的光學(xué)路徑長(zhǎng)度。
結(jié)合了光纖技術(shù)的近紅外線技術(shù)提供了光學(xué)結(jié)構(gòu)的多種可能性。
有利地，所述液體流和/或氣體流的分析設(shè)備是燃料、發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油、尾氣、引進(jìn)的空氣、用于后處理的不同反應(yīng)劑和催化劑、發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液以及制動(dòng)液的分析設(shè)備。
有利地，所述裝置包括用于分析處于不同位置的相同液體流或氣體流的設(shè)備。
因此，可以考慮在方法(例如氣體后處理方法)的前期和后期來(lái)測(cè)量流，以便確認(rèn)方法的正常工作。 有利地，所述裝置裝備有用于接收來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)計(jì)算機(jī)的分析設(shè)備管理指令的接收設(shè)備。 有利地，所述分析設(shè)備由公共電源供電。
有利地，所述裝置包括共用系統(tǒng)、電子或數(shù)字系統(tǒng)以及用于控制分析設(shè)備的控制 系統(tǒng)。 有利地，所述裝置包括向分析設(shè)備供電的共用系統(tǒng)。 在一個(gè)實(shí)施例中，所述分析設(shè)備包括用于分析所述液體流和/或氣體流的共用光 源。 在第二實(shí)施例中，所述分析設(shè)備包括用于分析所述液體流和/或氣體流的共用檢 領(lǐng)lj器。 在第三實(shí)施例中，每個(gè)流可以由共用于所有流的光源和檢測(cè)器來(lái)分析。在該情況 下，所述裝置包括允許依次進(jìn)行液體流和/或氣體流分析的開(kāi)關(guān)。在一個(gè)實(shí)施例中，所述開(kāi) 關(guān)是薄膜型或活動(dòng)微鏡型的微機(jī)械MEMS開(kāi)關(guān)，該微機(jī)械開(kāi)關(guān)允許依次將光通量定向，并且 該微機(jī)械開(kāi)關(guān)被設(shè)置在所述光源與所述液體流和/或氣體流之間或者被設(shè)置在所述液體 流和/或氣體流與所述檢測(cè)器之間。 因此，這些不同的實(shí)施例尤其允許使用相同的光源和/或相同的檢測(cè)器，從而集 中不同的元件，以便克服體積問(wèn)題、集成問(wèn)題和質(zhì)量增加問(wèn)題。 在第四實(shí)施例中，對(duì)于每個(gè)液體流和/或氣體流，所述分析設(shè)備包括不同的光源 和不同的檢測(cè)器。 根據(jù)第二方面，本發(fā)明涉及一種裝備有根據(jù)本發(fā)明第一方面的管理裝置的車(chē)輛。
具體實(shí)施例方式
參照附圖，通過(guò)以下描述，本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)顯現(xiàn)出來(lái)。


圖1描述了一種系統(tǒng)的整體示意圖，該系統(tǒng)能夠使用通過(guò)光纖連接不同樣本的中 央分析儀(A)來(lái)分析內(nèi)燃機(jī)和車(chē)輛正常工作所需的不同流體(F， P， U， B， 0， G)。該中央分 析儀(A)允許共用(mettre en commun) —些電子和/或光學(xué)元件。 —個(gè)或多個(gè)光源以及一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)器的供應(yīng)例如可以是唯一的。同一光源和/ 或同一檢測(cè)器也可以用于收集不同流體的紫外線光譜、可見(jiàn)光譜和近紅外線光譜。 包括該分析系統(tǒng)的箱(boitier )本身也是共用的。中央分析儀朝向負(fù)責(zé)發(fā)動(dòng)機(jī)控 制(c)的計(jì)算機(jī)的連接和接口能夠使所測(cè)量的定性信息通過(guò)，該連接和接口對(duì)不同流體中
的每一個(gè)都是唯一的。 負(fù)責(zé)控制中央分析儀和/或負(fù)責(zé)根據(jù)不同流體的近紅外光譜確定不同流體質(zhì)量 的電子或數(shù)字系統(tǒng)也可以是唯一 的。 因此，這種車(chē)載的測(cè)量和定性信息中央裝置具有將由加入傳感器所引起的體積增 大和超重最小化的優(yōu)點(diǎn)。 在所示實(shí)施例中，分析設(shè)備被設(shè)置用于對(duì)燃料(F)、發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油(0)、尾氣(E2)、 引進(jìn)的空氣(El)、用于后處理的不同反應(yīng)劑和催化劑(U，P)、發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液(B)以及制動(dòng)液 (G)進(jìn)行分析。 圖2描述了光學(xué)結(jié)構(gòu)的具體實(shí)施例，該光學(xué)結(jié)構(gòu)允許使用多個(gè)光源(L1，L2，L...， Ln)和多個(gè)檢測(cè)器(D1，D2，D. .. ，Dn)。來(lái)自不同光源(Ll， L2， L. . . ， Ln)中的每一光源的光 束被導(dǎo)向不同的光纖或不同的光纖股(torons de fibres optiques)中。從每個(gè)光纖或光 纖股輸出的光線穿過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)和/或車(chē)輛正常工作所需流體的不同樣本(Sl， S2， S. . . ， Sn)。
從不同流體的每個(gè)樣本透出的光束隨后通過(guò)光纖或直接地朝向適于被分析的每 個(gè)流體的檢測(cè)器(Dl， D2， D. . . ， Dn)引導(dǎo)。 圖3描述了光學(xué)結(jié)構(gòu)的具體實(shí)施例，該光學(xué)結(jié)構(gòu)允許使用一個(gè)共用光源(L)和多 個(gè)檢測(cè)器(Dl， D2， D. ， Dn)。 來(lái)自共用光源(L)的光線被導(dǎo)向共用光纖或共用光纖股中。然后，光通量(flux
lumineux)被分成多個(gè)部分，并且每個(gè)部分朝向內(nèi)燃機(jī)和/或車(chē)輛正常工作所需的不同流
體的不同采樣系統(tǒng)(S1， S2， S. . . ， Sn)引導(dǎo)。隨后，穿過(guò)不同流體的每個(gè)樣本傳送的光線通
過(guò)光纖或直接地朝向適于所分析的每個(gè)流體的檢測(cè)器(D1， D2， D. . . ， Dn)引導(dǎo)。 該具體結(jié)構(gòu)相對(duì)于圖2所述的具體結(jié)構(gòu)具有以下優(yōu)點(diǎn)由于光源，最小化了體積，
并且最小化了與在光源和光纖或者光源和檢測(cè)器之間的對(duì)準(zhǔn)相關(guān)的潛在問(wèn)題。 圖4描述了光學(xué)結(jié)構(gòu)的具體實(shí)施例，該光學(xué)結(jié)構(gòu)允許使用多個(gè)光源(L1，L2，L...，
Ln)和一個(gè)共用檢測(cè)器(D)。 來(lái)自不同光源(L1， L2， L. . . ， Ln)中的每個(gè)光源的光線被導(dǎo)向不同光纖或不同光 纖股中。由每個(gè)光纖或光纖股發(fā)射的光線穿過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)和/或車(chē)輛正常工作所需的流體的不 同樣本(Sl， S2， S. . . ， Sn)。穿過(guò)不同流體的每個(gè)樣本傳送的光線隨后朝向共用檢測(cè)器(D) 引導(dǎo)。 該具體結(jié)構(gòu)相對(duì)于圖2的具體機(jī)構(gòu)具有以下優(yōu)點(diǎn)由于檢測(cè)器，最小化了體積并 且最小化了與在檢測(cè)器和光纖之間的對(duì)準(zhǔn)相關(guān)的潛在問(wèn)題。 圖5描述了光學(xué)結(jié)構(gòu)的具體實(shí)施例，該光學(xué)結(jié)構(gòu)允許使用一個(gè)共用光源(L)和一 個(gè)共用檢測(cè)器(D)。 來(lái)自共用光源(L)的光線被導(dǎo)向共用光纖或共用光纖股中。然后，光纖或光纖股 被分成多個(gè)部分，每個(gè)部分朝向內(nèi)燃機(jī)和/或車(chē)輛正常工作所需的不同流體的不同采用系 統(tǒng)定向。光通量通過(guò)微機(jī)械(薄膜型或活動(dòng)微鏡型的MEMS)類型的開(kāi)關(guān)(C)朝向具體的流 定向。所發(fā)射的光線穿過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)和/或車(chē)輛正常工作所需流體中的一個(gè)流體的具體樣本 (S1， S2， S... ，， Sn)。穿過(guò)該流體樣本傳送的光線隨后朝向共用檢測(cè)器(D)引導(dǎo)。開(kāi)關(guān)的 控制允許挑選要分析的流體。 該具體結(jié)構(gòu)相對(duì)于圖2、圖3和圖4所述的結(jié)構(gòu)具有以下優(yōu)點(diǎn)由于檢測(cè)器和光 源，最小化了體積并且最小化了與在光源和光纖之間以及在檢測(cè)器和光纖之間的對(duì)準(zhǔn)相關(guān) 的潛在問(wèn)題。 圖6描述了光學(xué)結(jié)構(gòu)的具體實(shí)施例，該光學(xué)結(jié)構(gòu)允許使用一個(gè)共用光源(L)和一 個(gè)共用檢測(cè)器(D)。 來(lái)自共用光源(L)的光線被導(dǎo)向共用光纖或共用光纖股中。然后，光通量被分成 多個(gè)部分，每個(gè)部分朝向內(nèi)燃機(jī)和/或車(chē)輛正常工作所需的不同流體的不同采樣系統(tǒng)(Sl， S2，S...，Sn)引導(dǎo)。穿過(guò)不同流體的每個(gè)樣本所傳送的光線隨后朝向微機(jī)械(薄膜型或活 動(dòng)微鏡型的MEMS)類型的開(kāi)關(guān)(C)引導(dǎo)，該開(kāi)關(guān)(C)允許挑選要穿過(guò)共用檢測(cè)器(D)的光 通量。開(kāi)關(guān)(C)的控制允許挑選要分析的流體。 該具體結(jié)構(gòu)具有與圖5中的具體實(shí)施例中所述的結(jié)構(gòu)相同的優(yōu)點(diǎn)。
圖2和圖3所述的結(jié)構(gòu)允許同時(shí)分析不同的流。 圖2和圖4所述的結(jié)構(gòu)允許通過(guò)控制(打開(kāi)/關(guān)閉)不同的光源來(lái)單獨(dú)地或依次地分析每個(gè)流。 圖5和圖6所述的結(jié)構(gòu)允許通過(guò)控制開(kāi)關(guān)來(lái)單獨(dú)地或依次地分析每個(gè)流。 圖2和圖3提供了在樣本和檢測(cè)器之間使用或不使用光纖的靈活性。 所檢測(cè)到的信號(hào)的分析系統(tǒng)是管理光譜儀的計(jì)算機(jī)程序。該程序是唯一的并且共
用于不同的流。該程序能夠保證系統(tǒng)的不同組件(尤其光源和檢測(cè)器)的正常工作，并且
能夠獲得不同流的紫外線光譜、可見(jiàn)光譜和近紅外線光譜。 該程序能夠根據(jù)每個(gè)流的紫外線光譜、可見(jiàn)光譜和近紅外線光譜來(lái)定性地特征化
每個(gè)流，該程序包括適于所要分析的流中的每個(gè)流的校準(zhǔn)以及數(shù)學(xué)和數(shù)字處理。 分析設(shè)備和發(fā)動(dòng)機(jī)控制的計(jì)算機(jī)之間的接口被集中并且共用于所要分析的不同流。 發(fā)動(dòng)機(jī)控制的計(jì)算機(jī)可以控制一個(gè)具體分析的起動(dòng)、分析序列的起動(dòng)或者流體的 同時(shí)分析的起動(dòng)。
權(quán)利要求
一種與內(nèi)燃機(jī)正常工作所需的液體流和/或氣體流相關(guān)的測(cè)量和信息的中央管理裝置，所述內(nèi)燃機(jī)由發(fā)動(dòng)機(jī)計(jì)算機(jī)控制，所述裝置包括分析至少兩個(gè)液體流和/或氣體流的分析設(shè)備，所述分析設(shè)備包括至少一個(gè)光源、至少一個(gè)光學(xué)信號(hào)檢測(cè)器和至少一個(gè)用于分析所檢測(cè)到的信號(hào)的分析系統(tǒng)，所述裝置的特征在于，所述分析設(shè)備中的至少一個(gè)用于分析兩個(gè)所述流。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述分析設(shè)備被設(shè)置在唯一的平臺(tái)上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述裝置包括與所述發(fā)動(dòng)機(jī) 計(jì)算機(jī)通信的唯一接口 ，與所述計(jì)算機(jī)的物理和/或數(shù)字連接共用于所述分析設(shè)備。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述分析設(shè)備是紫外線光譜 設(shè)備、可見(jiàn)光譜設(shè)備或近紅外線光譜設(shè)備，或者是這些光譜設(shè)備的組合。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，紫外線光譜、可見(jiàn)光譜和近紅外線光譜的 分析是連續(xù)或斷續(xù)的，并且實(shí)現(xiàn)在介于190nm至2500nm之間的波長(zhǎng)范圍內(nèi)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述液體流和/或氣體流的 分析設(shè)備是燃料、發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油、尾氣、引進(jìn)的空氣、用于后處理的不同反應(yīng)劑和催化劑、發(fā) 動(dòng)機(jī)冷卻液以及制動(dòng)液的分析設(shè)備。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述裝置包括用于分析處于 不同位置的相同液體流或氣體流的設(shè)備。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，以順序的方式或同時(shí)的方式 分析不同的流。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述裝置裝備有用于接收來(lái) 自所述發(fā)動(dòng)機(jī)計(jì)算機(jī)的分析設(shè)備管理指令的接收設(shè)備。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述分析設(shè)備由公共電源 供電。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述裝置包括共用系統(tǒng)、 電子或數(shù)字系統(tǒng)以及用于控制分析設(shè)備的控制系統(tǒng)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求l至ll中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述分析設(shè)備包括用于分 析所述液體流和/或氣體流的共用光源。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1至12中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述分析設(shè)備包括用于分 析所述液體流和/或氣體流的共用檢測(cè)器。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12和13中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述光源和所述檢測(cè)器 共用于所有流。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，其特征在于，所述裝置包括允許依次進(jìn)行液體流和/ 或氣體流分析的開(kāi)關(guān)。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的裝置，其特征在于，所述開(kāi)關(guān)是薄膜型或活動(dòng)微鏡型的微 機(jī)械MEMS開(kāi)關(guān)，所述微機(jī)械開(kāi)關(guān)允許依次將光通量定向，并且所述微機(jī)械開(kāi)關(guān)被設(shè)置在所 述光源與所述液體流和/或氣體流之間或者被設(shè)置在所述液體流和/或氣體流與所述檢測(cè) 器之間。
17. 根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，對(duì)于每個(gè)液體流和/或氣 體流，所述分析設(shè)備包括不同的光源和不同的檢測(cè)器。
18. —種車(chē)輛，其特征在于，所述車(chē)輛裝備有根據(jù)權(quán)利要求1至17中任一項(xiàng)所述的管理想罟 農(nóng)且。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種與內(nèi)燃機(jī)或車(chē)輛正常工作所需的液體流和/或氣體流相關(guān)的測(cè)量和信息的中央管理裝置，該內(nèi)燃機(jī)由發(fā)動(dòng)機(jī)計(jì)算機(jī)控制，所述裝置包括分析至少兩個(gè)液體流和/或氣體流的分析設(shè)備，所述分析設(shè)備包括至少一個(gè)光源、至少一個(gè)光學(xué)信號(hào)檢測(cè)器和至少一個(gè)用于分析所檢測(cè)到的信號(hào)的分析系統(tǒng)。所述分析設(shè)備中的至少一個(gè)用于分析兩個(gè)所述流。因此，該裝置允許將由不同流的分析方法導(dǎo)致的附加體積和質(zhì)量最小化并且允許簡(jiǎn)化這種系統(tǒng)的管理。
文檔編號(hào)F02D41/14GK101796392SQ200880105066
公開(kāi)日2010年8月4日 申請(qǐng)日期2008年8月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月31日
發(fā)明者約翰·富爾內(nèi)爾, 阿蘭·盧納蒂 申請(qǐng)人:Sp3H公司